Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Аналогично между С и В существует взаимосвязь через переходные способы ксСВ и СксВ и комплексный способ - строгание вращающимся резцом (CB), при котором окружная скорость резца равна скорости строгания.
Формулы способов позволяют определить скорость результирующего движения резания, равную алгебраической сумме скоростей заготовки и инструмента \е = (1 ± к) v, где v - наименьшая скорость базового способа. Между T и В находятся переходные способы (Jc1TB и Tk1B) и комплексный - точение вращающимся резцом (ТВ), обладающий в равной степени признаками точения и обработки вращающимся резцом. ТВ встречается на практике при токарной обработке заготовок полигранного сечения. Коэффициенты kCi kcr, Ic1 устанавливают соотношение скоростей составляющих движений.
Таким образом, в каждом известном способе объективно присутствуют базовые способы в долях соотношения скоростей движения инструмента и заготовки.
Взаимосвязь между двумя базовыми способами схематично отображается на контуре базовых способов C-T-B (см. рис. 1.4), внутри которого образуются переходные способы, сочетающие свойства трех базовых. Возможны любые комбинации, например A1-TCB - токарное строгание с наибольшей окружной скоростью заготовки (см. рис. 1.4, точка /), BA0TC -с наибольшей окружной скоростью резца (см. рис. 1.4, точка 2).
ВЗАИМОСВЯЗЬ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
13
При многолезвийной обработке базовыми способами являются многолезвийное точение (TM), протягивание (П) и фрезерование (Ф), а комплексными переходными способами - токарное протягивание (ТП), фрезопротягивание (ФП) (разновидность ФП см. рис. 1.4, точка 5), фрезоточение (ФТ); при абразивной - хонингование (X), шлифострогание (ШС), шлифоточение (ШТ). Сочетание трех базовых способов определяет комплексный способ - токарное строгание вращающимся резцом (ТСВ); при многолезвийной обработке - токарное фрезопротягивание (ТФП); при абразивной - токарное шлифострогание (ТШС).
Взаимосвязь способов предусматривает непрерывное бесконечное увеличение числа режущих элементов и обрабатывающих воздействий. Рассматривая способы во взаимосвязи числа и размеров режущих элементов с результирующей скоростью резания, можно отметить увеличение скорости с ростом числа и уменьшением размеров режущих элементов. Если при обычных способах обработки однолезвийным инструментом скорость резания достигает 5 м/с, при многолезвийных, например фрезеровании, 10 м/с, то при абразивной обработке 80 ... 100 м/с. Скорость разряда импульсов в электроэрозионных способах обработки (v = 0,3 м/с) определяется частотой порядка 30 кГц и длиной пробега частицы порядка 0,01 мм, а с наложением движения инструмента, например заточного диска, скорость электромеханического воздействия возрастает до 80 м/с.
В указанной тенденции имеются исключения. Например, скорость многорезцового протягивания и хонингования составляет в среднем 0,5 ... 1 м/с, это объясняется несовершенством оборудования и технического процесса, возвратно-поступательным движением инструмента. Комплексные способы непрерывного хонингования и шлифования определяют скорости резания, теоретически ограниченные лишь стойкостью инструмента [A.c. 764942, 779022, 818824 (СССР)]. Сообщение осциллирующих движений шлифовальному бруску при хонинговании с частотой 200 ... 300 Гц увеличивает скорость относительного скольжения абразивных зерен на 15 м/с. Такие же приемы применимы к протягиванию и другим видам многорезцовой обработки.
В общем случае для оценки способа может служить соотношение скоростей составляющих движений. Результирующую скорость \е = VB + + vc + Vx удобно использовать для векторного анализа. Обозначив
*c=vc/vb> *ct=vc/vt> кт = vt/vb =ir/R9 (1.1)
где і = сот /сов - отношение угловых скоростей заготовки и резца, г и R -радиусы заготовки и резца соответственно, получим выражение результирующей скорости
14 ЗАКОНОМЕРНОСТИ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Ve = vb + *cvb + *тув • (1-2)
При кс = 1 и kj = 1 имеет место комплексный способ с тремя равными по скорости составляющими движений. Комбинации могут быть из двух любых движений со скоростями vB и vT при Ic1 = 0; vB и vc при Ic1 = 0; vT и vc при vB = 0, кс = оо, Ic1 = оо. При сочетании движений в одной плоскости результирующая относительная скорость выражается алгебраической суммой составляющих скоростей и равна нулю при равенстве противоположно направленных скоростей.
От соотношения скоростей зависит траектория относительного движения инструмента, толщина и длина среза, а следовательно, объем снимаемого материала. От абсолютного значения скорости относительного движения зависит производительность обработки.
1.3. ФАКТОРЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ
Резание - комплексное явление, соединяющее в себе способ резания, объект воздействия, станок и инструмент. Способ резания характеризуется видом подводимой энергии, кинематическим соотношением движений инструмента и заготовки, схемой срезания припуска, режимами резания, определяющими динамическое взаимодействие, а также комбинациями механической с другими видами энергии, приемами и инструментами. По скорости резания различают способы обработки со сверхнизкими (v < 0,015 м/с), низкими (v < 0,5 м/с), средними (v < 10 м/с), высокими (v < 80 м/с) и сверхвысокими (v > 80 м/с) скоростями. На резание в первую очередь влияют характеристики материала заготовки: химический состав, механические свойства, структура (зернистость), физические параметры (теплопроводность, электромагнитные свойства, тепловое расширение, агрегатные и фазовые превращения и др.) [18, 33]. В зоне пластических деформаций металл находится в условиях, отличных от нормальных, поэтому его свойства должны учитываться в соответствии с реальными температурами, давлениями и скоростями.
